【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやイオ
ンビーム等の荷電粒子ビームを用いたリソグラフィー装
置における転写露光用のメンブレンマスク及びその製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a membrane mask for transfer exposure in a lithography apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、集積回路の高集積化に伴い、長年
微細なパターンを形成する手段の主流であった光を用い
たフォトリソグラフィー技術に代わって、電子線やイオ
ンビームの荷電粒子線やＸ線等を利用する新しい露光方
式が検討され、実用化されつつある。このうち、電子線
を利用してパターン形成する電子線露光方法において
は、電子線束そのものを数ｎｍまで絞ることができるた
め、０．１μｍ以下の微細なパターンを作製できる。2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration of integrated circuits, the photolithography technology using light, which has been the main means for forming fine patterns for many years, has replaced the charged particle beam of an electron beam or an ion beam. New exposure methods using X-rays have been studied and are being put to practical use. Among them, in the electron beam exposure method of forming a pattern using an electron beam, the electron beam flux itself can be narrowed down to several nm, so that a fine pattern of 0.1 μm or less can be produced.
【０００３】従来の電子線露光方法は、一筆書きでパタ
ーンを描画するものであったため、微細なパターンにな
るほど絞った電子線で描画せねばならなかった。このた
め描画時間が長くなり、スループットが低下していた。In the conventional electron beam exposure method, a pattern was drawn with a single stroke, and therefore, it was necessary to draw with a narrowed electron beam as the pattern became finer. Therefore, the drawing time becomes long and the throughput is lowered.
【０００４】そこで、パターンが形成されたマスクを複
数の小領域（サブフィールド）に分割し、サブフィール
ド毎に一括して露光していく方式（分割露光方式）が考
え出された。この方式で用いる代表的なマスクは、厚さ
が２μｍ程度のメンブレン状のシリコンに、電子線が透
過する開口を形成したステンシルタイプのマスクであ
る。このとき、電子線が１回露光されるサブフィールド
の大きさは１ｍｍ角程度であり、マスク全体を露光する
には１ｍｍ角程度のメンブレンを多数配列して敷き詰め
る必要がある。Therefore, a method (divided exposure method) has been devised in which a mask on which a pattern is formed is divided into a plurality of small areas (subfields) and exposure is performed collectively for each subfield. A typical mask used in this method is a stencil type mask in which an opening through which an electron beam is transmitted is formed in membrane-shaped silicon having a thickness of about 2 μm. At this time, the size of a subfield in which the electron beam is exposed once is about 1 mm square, and in order to expose the entire mask, it is necessary to arrange and spread many membranes of about 1 mm square.
【０００５】上述のマスクは、一般的には以下のような
方法で作製される。図４は、一般的なシリコン薄膜から
なるマスクを作製する方法を模式的に示す断面図であ
る。まず、図４（ａ）に示すように、ＳＯＩ（Silicon
on Insulator）ウェハ２００は、シリコン支持基板２０
１と、シリコンメンブレンが形成されるシリコン活性層
２０２を有する。シリコン支持基板２０１とシリコン活
性層２０２間には酸化シリコン層２０３が形成されてい
る。The above-mentioned mask is generally manufactured by the following method. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method for producing a mask made of a general silicon thin film. First, as shown in FIG. 4A, SOI (Silicon
on Insulator) Wafer 200 is Silicon Support Substrate 20
1 and a silicon active layer 202 on which a silicon membrane is formed. A silicon oxide layer 203 is formed between the silicon supporting substrate 201 and the silicon active layer 202.
【０００６】図４（ａ）に示すＳＯＩウェハ２００の酸
化シリコン層２０３は、厚さが１〜２μｍ程度で、１０
０〜２００ＭＰａの圧縮応力（層が縮もうとする性質）
を持つ。この圧縮応力はシリコン活性層２０２に作用
し、同層２０２が弛んでしまう。そのため、シリコン活
性層２０２に異種原子をドープすることにより、シリコ
ンメンブレンとなるシリコン活性層２０２の応力を制御
している。The silicon oxide layer 203 of the SOI wafer 200 shown in FIG. 4A has a thickness of about 1 to 2 μm and a thickness of 10 μm.
Compressive stress of 0 to 200 MPa (property that the layer shrinks)
have. This compressive stress acts on the silicon active layer 202, and the silicon active layer 202 is loosened. Therefore, the stress of the silicon active layer 202, which becomes the silicon membrane, is controlled by doping the silicon active layer 202 with different atoms.
【０００７】このとき、シリコンより小さな原子（ホウ
素、リン等）をドープした場合には、シリコン活性層２
０２に引っ張り応力を与え、シリコンより大きな原子
（ヒ素、アンチモン等）をドープした場合は圧縮応力を
与える。シリコン活性層２０２の厚さが２μｍ、酸化シ
リコン層２０３の厚さが２μｍのウェハの場合、シリコ
ン活性層２０２は上述のような圧縮応力を受けることと
なる。ここで、例えばホウ素を１０16〜１０17個／ｃｍ
2程度ドープして、シリコン活性層２０２に引っ張り応
力を与えるよう制御している。これにより、図４（ｂ）
に示すように、酸化シリコン層２０３の上に異種原子が
ドープされたシリコン薄膜層２０４が形成される。At this time, when atoms smaller than silicon (boron, phosphorus, etc.) are doped, the silicon active layer 2
02 is given a tensile stress, and when an atom larger than silicon (arsenic, antimony, etc.) is doped, a compressive stress is given. In the case of a wafer in which the silicon active layer 202 has a thickness of 2 μm and the silicon oxide layer 203 has a thickness of 2 μm, the silicon active layer 202 is subjected to the compressive stress as described above. Here, for example, 1016 to 1017 boron / cm 3
The doping is controlled to about2 to give a tensile stress to the silicon active layer 202. As a result, FIG.
As shown in FIG. 3, a silicon thin film layer 204 doped with foreign atoms is formed on the silicon oxide layer 203.
【０００８】次に、シリコン支持基板２０１の主面（下
面）上に、シリコンエッチングのマスク材料としてレジ
スト膜２０５を塗布する。次いで、このレジスト膜２０
５にフォトリソグラフィー工程を施して、図４（ｃ）に
示すように、後の格子状支持部となる部分のパターニン
グを行った後、この部分以外の部分２０６のレジスト膜
２０５を除去する。Next, a resist film 205 is applied as a mask material for silicon etching on the main surface (lower surface) of the silicon supporting substrate 201. Then, this resist film 20
5 is subjected to a photolithography process to pattern a portion to be a later lattice-shaped supporting portion as shown in FIG. 4C, and then the resist film 205 on the portion 206 other than this portion is removed.
【０００９】その後、図４（ｄ）に示すように、残され
たレジスト膜２０５をマスクとし、かつ酸化シリコン層
２０３をエッチングストップ層として、シリコン支持基
板２０１をエッチングする。これにより酸化シリコン層
２０３上でエッチングが停止し、酸化シリコン層２０３
上に、シリコン支持基板２０１からなる格子状支持部２
０７が形成される。Thereafter, as shown in FIG. 4D, the silicon support substrate 201 is etched using the remaining resist film 205 as a mask and the silicon oxide layer 203 as an etching stop layer. This stops etching on the silicon oxide layer 203, and the silicon oxide layer 203
On top, a grid-shaped support portion 2 made of a silicon support substrate 201.
07 is formed.
【００１０】シリコンメンブレンを形成するシリコン薄
膜層２０４の下にある酸化シリコン層２０３は不要であ
るため、図４（ｅ）に示すように、シリコン支持基板
（格子状支持部）２０７をマスクとし、かつシリコン薄
膜層２０４をエッチングストップ層として酸化シリコン
層２０３をエッチング除去する。次いで、レジスト膜２
０５を剥離する。このようにしてマスクブランクスが完
成する。Since the silicon oxide layer 203 under the silicon thin film layer 204 forming the silicon membrane is unnecessary, as shown in FIG. 4 (e), the silicon supporting substrate (lattice-like supporting portion) 207 is used as a mask, Further, the silicon oxide layer 203 is removed by etching using the silicon thin film layer 204 as an etching stop layer. Then, the resist film 2
05 is peeled off. In this way, the mask blanks are completed.
【００１１】このマスクブランクスから転写露光装置の
転写用マスクを作製する際は、この後、シリコン薄膜層
２０４の上にレジスト膜（図示されず）を塗布し、この
レジスト膜に電子線描画装置などを使用して電子線散乱
マスクのパターンを露光し、現像する。これにより、シ
リコン薄膜層２０４上にレジストパターンが形成され
る。次いで、このレジストパターンをマスクとしてシリ
コン薄膜層２０４をエッチングすることにより、図４
（ｆ）に示すように、シリコンメンブレン（シリコン薄
膜層）にステンシルパターン２０８が形成される。この
ようにして転写用マスク２１０が完成する。When a transfer mask for a transfer exposure apparatus is produced from this mask blank, a resist film (not shown) is then applied on the silicon thin film layer 204, and an electron beam drawing apparatus or the like is applied to this resist film. Is used to expose and develop the pattern of the electron beam scattering mask. As a result, a resist pattern is formed on the silicon thin film layer 204. Next, by etching the silicon thin film layer 204 using this resist pattern as a mask,
As shown in (f), the stencil pattern 208 is formed on the silicon membrane (silicon thin film layer). In this way, the transfer mask 210 is completed.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ＳＯＩウェハにおいては、酸化シリコン層の存在に主に
起因して、ウェハ自身が変形して反ってしまう問題があ
る。その対策として、シリコン支持基板のシリコン活性
層の反対側の面（メンブレンとなる面の反対の面）に酸
化膜を成膜してウェハの変形を軽減する方法もある。As described above, the conventional SOI wafer has a problem that the wafer itself is deformed and warped mainly due to the presence of the silicon oxide layer. As a countermeasure, there is also a method of reducing the deformation of the wafer by forming an oxide film on the surface of the silicon supporting substrate opposite to the silicon active layer (the surface opposite to the surface serving as the membrane).
【００１３】しかし、上述の方法では、シリコン支持基
板層やシリコン活性層側の酸化シリコン層と、その反対
側の酸化膜の応力のバランスをとることが難しく、ウェ
ハの反りは、８インチウェハの場合２０μｍ程度になる
ことがある。ウェハにこのような反りがあると、転写露
光装置の転写用マスクとして使用した場合、マスクをチ
ャッキングする際にチャック不良を起こしたり、転写露
光時のフォーカスエラーの原因になる場合がある。However, according to the above-mentioned method, it is difficult to balance the stress between the silicon oxide layer on the side of the silicon support substrate layer or the silicon active layer and the oxide film on the side opposite to the silicon oxide layer, and the warp of the wafer is 8 inches. In this case, it may be about 20 μm. When the wafer has such a warp, when it is used as a transfer mask of a transfer exposure apparatus, a chuck failure may occur when the mask is chucked or a focus error may occur during transfer exposure.
【００１４】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、反りのないメンブレンマスク及びその製造
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a membrane mask without warpage and a method for manufacturing the same.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のメンブレンマスクは、 面状に配列された
多数の小メンブレン領域、並びに、隣り合う該小メンブ
レン領域間に設けられた梁及び外周域に設けられた保持
部を有するメンブレンマスクであって、 前記梁及び保
持部が、表裏両面にSilicon On Insulator（ＳＯＩ）構
造を有することを特徴とする。表裏両面にＳＯＩ構造を
有することにより、メンブレンマスクの梁となる部分や
周辺のチャッキング部の表裏面の層構造が同じになり、
両面に作用する応力が同等となる。したがって、梁とな
る部分の一面のみに作用する応力が打ち消されて、反り
は抑制される。このように反りのないマスクを提供でき
るため、転写露光装置に使用されたときのチャッキング
不良やフォーカスエラーを軽減できる。なお、このメン
ブレンマスクは転写露光装置の他に、医療用やフィルタ
ー用等のメンブレンに適用できる。In order to solve the above problems, a membrane mask of the present invention is provided with a large number of small membrane regions arranged in a plane and a beam provided between adjacent small membrane regions. A membrane mask having a holding portion provided in an outer peripheral region, wherein the beam and the holding portion have a Silicon On Insulator (SOI) structure on both front and back surfaces. By having the SOI structure on both the front and back surfaces, the layer structure on the front and back surfaces of the portion that becomes the beam of the membrane mask and the surrounding chucking portion becomes the same,
The stresses acting on both sides are equal. Therefore, the stress acting on only one surface of the beam portion is canceled and the warp is suppressed. Since a mask having no warp can be provided in this manner, it is possible to reduce chucking defects and focus errors when used in a transfer exposure apparatus. Note that this membrane mask can be applied to a membrane for medical purposes, filters, etc. in addition to the transfer exposure apparatus.
【００１６】本発明においては、 前記表裏両面のＳＯ
Ｉ構造の厚さ・特性が実質的に同じであることが好まし
い。また、 前記小メンブレン領域となるシリコン活性
層が異種原子ドープにより残留引っ張り応力が付与され
ていることが好ましく、特には、 前記表裏両面のＳＯ
Ｉ構造上のシリコン活性層が異種原子ドープにより残留
引っ張り応力が付与されていることが好ましい。メンブ
レンマスクの梁となる部分の両端面のシリコン活性層の
応力をより同等とすることができる。In the present invention, the SO on both the front and back sides is
It is preferable that the I structure has substantially the same thickness and characteristics. Further, it is preferable that residual tensile stress is applied to the silicon active layer serving as the small membrane region by doping with a different type of atom.
It is preferable that the residual tensile stress is applied to the silicon active layer on the I structure by doping with different kinds of atoms. It is possible to make the stresses of the silicon active layers on both end faces of the beam mask portion of the membrane mask more equal.
【００１７】本発明のメンブレンマスク製造方法は、
面状に配列された多数の小メンブレン領域、並びに、隣
り合う該小メンブレン領域間に設けられた梁及び外周域
に設けられた保持部を有するメンブレンマスクの製造方
法であって、 シリコン支持基板を準備し、 表面に酸
化シリコン層を有する２枚の貼り付け基板を準備し、前
記シリコン支持基板の表裏面に、前記２枚の貼り付け基
板を、各々の酸化シリコン層を前記支持基板の面に当て
て貼り付け、その後前記貼り付け基板を所望の厚さまで
研削して前記両酸化シリコン層の外面にシリコン活性層
を残すことにより両面ＳＯＩ構造のウェハを作製し、
前記両シリコン活性層に異種原子をドープし、 該ドー
プされた裏側シリコン活性層に、前記梁及び保持部に相
当する部分をパターニングして、該パターニング部分が
残るようエッチングし、 次に、前記裏側酸化シリコン
層を、前記パターニング部分が残るようエッチング除去
し、 次に、前記シリコン支持基板を、前記パターニン
グ部分が残るようエッチング除去し、 最後に、前記表
側酸化シリコン層を、前記パターニング部分が残るよう
エッチング除去する、工程を含むことを特徴とする。The method of manufacturing a membrane mask of the present invention is
A method for manufacturing a membrane mask having a large number of small membrane regions arranged in a plane, a beam provided between adjacent small membrane regions, and a holding portion provided in an outer peripheral region, the method comprising: First, two bonded substrates having a silicon oxide layer on the surface are prepared. The two bonded substrates are attached to the front and back surfaces of the silicon supporting substrate, and each silicon oxide layer is applied to the surface of the supporting substrate. A wafer having a double-sided SOI structure is produced by applying and sticking, and then grinding the stuck substrate to a desired thickness to leave a silicon active layer on the outer surface of both silicon oxide layers,
Heteroatoms are doped into both of the silicon active layers, and portions of the doped backside silicon active layers corresponding to the beams and holding portions are patterned and etched so that the patterned portions remain. The silicon oxide layer is etched away so that the patterned portion remains, then the silicon support substrate is etched away so that the patterned portion remains, and finally the front side silicon oxide layer is left so that the patterned portion remains. It is characterized by including a step of removing by etching.
【００１８】両面ＳＯＩ構造のウェハを用いることによ
り、裏面（シリコンメンブレン作製面の反対側の面）
に、新たに応力調整用の膜（例えば窒化シリコン膜）を
成膜する必要がない。また、製造プロセス中に各膜の応
力が変化しないため、マスクの変形を起こさない。By using a wafer having a double-sided SOI structure, the back surface (the surface opposite to the silicon membrane manufacturing surface)
In addition, it is not necessary to newly form a stress adjusting film (for example, a silicon nitride film). Further, since the stress of each film does not change during the manufacturing process, the mask is not deformed.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の実施の形態に係るメンブレンマス
クとその製造方法を模式的に説明する図である。図２
は、図１のメンブレンマスクから作製される転写露光装
置用の転写用マスクの構成例を模式的に示す図であり、
（Ａ）はマスク全体の平面図であり、（Ｂ）は一部の斜
視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図
である。まず、図２を参照して、転写用マスクの構成を
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A description will be given below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a membrane mask and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention. Figure 2
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of a transfer mask for a transfer exposure apparatus, which is manufactured from the membrane mask of FIG. 1.
(A) is a plan view of the entire mask, (B) is a partial perspective view, and (C) is a plan view of one small membrane region. First, the structure of the transfer mask will be described with reference to FIG.
【００２０】図２（Ａ）には、マスク１０における全体
のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多数
の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィー
ルドに対応したパターン領域を含む小メンブレン領域
（一例で、厚さ０．１μm〜数μm、１．１ｍｍ角）であ
る。図２（Ｃ）に示すように、小メンブレン領域４１
は、中央部のパターン領域４２（サブフィールド）と、
その周囲の額縁状の非パターン領域４３（スカート）と
を有する。サブフィールド４２は転写すべきパターンの
形成された部分である。スカート４３はパターンの形成
されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当た
る。パターン形成の形態としては、メンブレンに孔開き
部を設けるステンシルタイプと、電子線の高散乱体から
なるパターン層をメンブレン上に形成する散乱メンブレ
ンタイプとがある。FIG. 2A shows the overall pattern division arrangement state of the mask 10. A region indicated by a large number of squares 41 in the figure is a small membrane region including a pattern region corresponding to one subfield (in one example, thickness 0.1 μm to several μm, 1.1 mm square). . As shown in FIG. 2C, the small membrane region 41
Is the central pattern area 42 (subfield),
It has a frame-shaped non-patterned region 43 (skirt) around it. The subfield 42 is a portion where a pattern to be transferred is formed. The skirt 43 is a non-patterned part, which hits the edge of the illumination beam. Patterns may be formed in a stencil type in which a perforated portion is provided in the membrane, or in a scattering membrane type in which a pattern layer made of a high electron beam scatterer is formed on the membrane.
【００２１】一つのサブフィールド４２は、現在検討さ
れているところでは、マスク上で１ｍｍ角程度の大きさ
を有する。光学系の縮小率を１／４とすると、サブフィ
ールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、
０．２５mm角である。小メンブレン領域４１の周囲の直
交する格子状のマイナーストラット４５は、例えば厚さ
０．７ｍm程度、幅が０．２ｍｍ程度の梁であり、マス
クの機械強度を保つ。One subfield 42 has a size of about 1 mm square on the mask, which is currently under consideration. Assuming that the reduction ratio of the optical system is 1/4, the size of the projected image in which the subfield is reduced and projected on the wafer is
It is 0.25 mm square. The orthogonal lattice-shaped minor struts 45 around the small membrane region 41 are beams having a thickness of about 0.7 mm and a width of about 0.2 mm, for example, and maintain the mechanical strength of the mask.
【００２２】次に、図１を参照してメンブレンマスクの
製造方法を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、
シリコン支持基板１０１の表裏両面に、貼り付け基板１
０６を貼り付ける。ここで、貼り付け基板１０６は、酸
化シリコン層１０３とシリコン層１０２とからなり、酸
化シリコン層１０３側の面がシリコン支持基板１０１の
表裏面に貼り付けられる。その後、両貼り付け基板１０
６の外側、すなわち、シリコン層１０２を所望の厚さと
なるまで研削する。これにより、シリコン支持基板１０
１の両面には酸化シリコン層１０３Ｆ、１０３Ｂが形成
され、その酸化シリコン層１０３の外面にシリコン層１
０２からなるシリコン活性層１０２Ｆ、１０２Ｂが形成
される。これにより、両面にＳＯＩ（Silicon onInsula
tor）構造を有するウェハ１００が作製される。この工
程は、従来のＳＯＩウェハ製造プロセスを表裏で２回行
うことで実現できる。Next, a method for manufacturing a membrane mask will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
The sticking substrate 1 is provided on both front and back surfaces of the silicon supporting substrate 101.
Paste 06. Here, the attachment substrate 106 includes the silicon oxide layer 103 and the silicon layer 102, and the surface on the silicon oxide layer 103 side is attached to the front and back surfaces of the silicon support substrate 101. After that, the both bonded substrates 10
The outer side of 6, ie, the silicon layer 102, is ground to a desired thickness. Thereby, the silicon support substrate 10
1 has silicon oxide layers 103F and 103B formed on both surfaces thereof, and the silicon layer 1 is formed on the outer surface of the silicon oxide layer 103.
02 silicon active layers 102F and 102B are formed. This enables SOI (Silicon on Insula) on both sides.
A wafer 100 having a tor) structure is manufactured. This step can be realized by performing the conventional SOI wafer manufacturing process twice on the front and back sides.
【００２３】両面ＳＯＩ構造のウェハの各層の厚さは、
この例では、表側（図の上側）のシリコン活性層１０２
Ｆが２μｍ、表側の酸化シリコン層１０３Ｆが２μｍ、
シリコン支持基板１０１が７５０μｍ、裏側（図の下
側）の酸化シリコン層１０３Ｂが２μｍ、裏側のシリコ
ン活性層１０２Ｂが２μｍである。なお、両側の酸化シ
リコン層１０３、シリコン活性層１０２は厚さ以外にも
同じ特性（例えば、密度や応力）を有する。The thickness of each layer of the double-sided SOI structure wafer is
In this example, the silicon active layer 102 on the front side (upper side in the drawing) is
F is 2 μm, the front side silicon oxide layer 103F is 2 μm,
The silicon supporting substrate 101 has a thickness of 750 μm, the silicon oxide layer 103B on the back side (lower side of the figure) has a thickness of 2 μm, and the silicon active layer 102B on the back side has a thickness of 2 μm. The silicon oxide layer 103 and the silicon active layer 102 on both sides have the same characteristics (for example, density and stress) other than the thickness.
【００２４】次に、表側シリコン活性層１０２Ｆ及び裏
側シリコン活性層１０２Ｂに、リンを同等量ドープして
両シリコン活性層の残留応力を５ＭＰａとなるように調
整する。これにより、図１（ｂ）に示すように、両酸化
シリコン層１０３の上に、異種原子がドープされたシリ
コン薄膜層１０４が形成される。ここで、表側シリコン
薄膜層１０４Ｆが、図２の転写用マスクにおける小メン
ブレン領域となる。Next, the front side silicon active layer 102F and the back side silicon active layer 102B are doped with an equal amount of phosphorus so that the residual stress of both silicon active layers is adjusted to 5 MPa. As a result, as shown in FIG. 1B, a silicon thin film layer 104 doped with different atoms is formed on both silicon oxide layers 103. Here, the front silicon thin film layer 104F becomes the small membrane region in the transfer mask of FIG.
【００２５】次に、ウェハの裏面（裏側シリコン薄膜層
１０４Ｂ）に、シリコンエッチングのマスク材料として
レジスト膜１０５を塗布する。次いで、このレジスト膜
１０５にフォトリソグラフィー工程を施して、図１
（ｃ）に示すように、裏面のパターン（図２のストラッ
トとなる部分）のパターニングを行い、この部分以外の
レジスト膜１０５を除去する。Next, a resist film 105 is applied as a mask material for silicon etching to the back surface (back side silicon thin film layer 104B) of the wafer. Then, the resist film 105 is subjected to a photolithography process, so that the resist film 105 shown in FIG.
As shown in (c), the pattern on the back surface (the portion that becomes the struts in FIG. 2) is patterned, and the resist film 105 other than this portion is removed.
【００２６】その後、図１（ｄ）に示すように、残され
たレジスト膜１０５をマスクとし、かつ裏側酸化シリコ
ン層１０３Ｂをエッチングストップ層として裏側シリコ
ン薄膜層１０４Ｂをエッチングする。そして、図１
（ｅ）に示すように、裏側シリコン薄膜層１０４Ｂをマ
スクとし、かつシリコン支持基板１０１をエッチングス
トップ層として裏側酸化シリコン層１０３Ｂをウェット
エッチングする。この際、シリコン薄膜層と酸化シリコ
ン層は密着性がよいため、酸化シリコン層へ忠実にパタ
ーン転写できる。Thereafter, as shown in FIG. 1D, the back side silicon thin film layer 104B is etched using the remaining resist film 105 as a mask and the back side silicon oxide layer 103B as an etching stop layer. And FIG.
As shown in (e), the back side silicon thin film layer 104B is used as a mask and the silicon support substrate 101 is used as an etching stop layer to wet-etch the back side silicon oxide layer 103B. At this time, since the silicon thin film layer and the silicon oxide layer have good adhesion, a pattern can be faithfully transferred to the silicon oxide layer.
【００２７】次に、図１（ｆ）に示すように、裏側シリ
コン薄膜層１０４Ｂをマスクとし、表側酸化シリコン層
１０３Ｆをエッチングストップ層としてシリコン支持基
板１０１をドライエッチングする。これにより、シリコ
ン支持基板１０１からなる格子状梁１０７が形成され
る。この格子状梁１０７は、図２のストラット４５に相
当する。Next, as shown in FIG. 1F, the silicon support substrate 101 is dry-etched using the back side silicon thin film layer 104B as a mask and the front side silicon oxide layer 103F as an etching stop layer. As a result, the lattice-shaped beams 107 made of the silicon supporting substrate 101 are formed. The lattice beam 107 corresponds to the strut 45 in FIG.
【００２８】シリコンメンブレンを形成する表側シリコ
ン薄膜層１０４Ｆの下にある表側酸化シリコン層１０３
Ｆは不要であるため、図１（ｇ）に示すように、レジス
ト膜１０５及び裏側シリコン薄膜層１０４Ｂをマスクと
し、かつ表側シリコン薄膜層１０４Ｆをエッチングスト
ップ層として表側酸化シリコン層１０３Ｆをウェットエ
ッチング除去する。その後、残っているレジスト膜１０
５を除去する。ここで、格子状梁１０７で囲まれた部分
が、図２の転写用マスクの小メンブレン領域に相当す
る。このようにしてマスクブランクス１１０が完成す
る。The front side silicon oxide layer 103 under the front side silicon thin film layer 104F forming the silicon membrane.
Since F is unnecessary, as shown in FIG. 1G, the front silicon oxide layer 103F is removed by wet etching using the resist film 105 and the back silicon thin film layer 104B as a mask, and the front silicon thin film layer 104F as an etching stop layer. To do. After that, the remaining resist film 10
Remove 5. Here, the portion surrounded by the lattice beam 107 corresponds to the small membrane region of the transfer mask of FIG. In this way, the mask blanks 110 are completed.
【００２９】このマスクブランクス１１０は、表裏両面
が同じＳＯＩ構造を有することにより、メンブレンマス
クの梁となる部分、あるいは外周の保持部（チャック固
定する部分）の表裏面の層構造が同じになり、両面に作
用する応力が同等となる。したがって、応力による反り
のないメンブレンマスクを作製することができる。Since the mask blanks 110 have the same SOI structure on both front and back surfaces, the layer structure on the front and back surfaces of the beam mask portion of the membrane mask or the outer peripheral holding portion (the portion to be chucked) becomes the same. The stresses acting on both sides are equal. Therefore, it is possible to manufacture a membrane mask that does not warp due to stress.
【００３０】このマスクブランクス１１０から転写露光
装置用のマスクを作製する際は、この後、表側シリコン
薄膜層１０４Ｆの上にレジスト膜を塗布し、このレジス
ト膜に電子線描画装置などを使用して電子線散乱マスク
のパターンを露光し、現像する。これにより、表側シリ
コン薄膜層１０４Ｆ上にレジストパターンが形成され
る。次いで、このレジストパターンをマスクとして表側
シリコン薄膜層１０４Ｆをエッチングすることにより、
シリコンメンブレン（シリコン薄膜層）にステンシルパ
ターンが形成される。このようにして転写用マスク１０
が完成する。When a mask for a transfer exposure apparatus is manufactured from the mask blanks 110, a resist film is then applied on the front silicon thin film layer 104F, and an electron beam drawing apparatus or the like is used for the resist film. The pattern of the electron beam scattering mask is exposed and developed. As a result, a resist pattern is formed on the front silicon thin film layer 104F. Then, by using the resist pattern as a mask to etch the front silicon thin film layer 104F,
A stencil pattern is formed on the silicon membrane (silicon thin film layer). In this way, the transfer mask 10
Is completed.
【００３１】図３は、転写用マスクを使用した分割転写
方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関
係及び制御系の概要を示す図である。光学系の最上流に
配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射
する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２及び照
明レンズ３が備えられており、電子線は、これらのレン
ズ２、３を通って、マスク１０を照明する。FIG. 3 is a diagram showing an outline of an image forming relationship and a control system in the entire optical system of a split transfer type electron beam projection exposure apparatus using a transfer mask. The electron gun 1 arranged in the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. A condenser lens 2 and an illumination lens 3 are provided below the electron gun 1, and the electron beam illuminates the mask 10 through these lenses 2 and 3.
【００３２】これらのレンズ２、３を主な構成要素とす
る照明光学系中には、図示されていないが、照明ビーム
成形開口やブランキング偏向器、ブランキング開口、照
明ビーム偏向器等が配置されている。照明光学系におい
て成形された照明ビームＩＢは、マスク１０上で順次走
査され、照明光学系の視野内にあるマスク１０の各サブ
フィールドの照明を行う。Although not shown, an illumination beam shaping aperture, a blanking deflector, a blanking aperture, an illumination beam deflector, etc. are arranged in the illumination optical system having these lenses 2 and 3 as main components. Has been done. The illumination beam IB formed in the illumination optical system is sequentially scanned on the mask 10 to illuminate each subfield of the mask 10 within the field of view of the illumination optical system.
【００３３】マスク１０は多数のサブフィールドを有
し、静電チャックにより移動可能なマスクステージ１１
に載置されている。マスクステージ１１を光軸垂直面内
で移動させることにより、照明光学系の視野よりも広い
範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明する。The mask 10 has a large number of subfields and is movable by an electrostatic chuck.
It is placed in. By moving the mask stage 11 in the plane perpendicular to the optical axis, each subfield on the mask that spreads over a wider range than the field of view of the illumination optical system is illuminated.
【００３４】マスク１０の下方には第１投影レンズ１
５、第２投影レンズ１９、及び、収差補正や像位置調整
に用いられる偏向器１６（１６−１〜１６−６）が設け
られている。マスク１０の一つのサブフィールドを通過
した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によ
ってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像され
る。ウェハ２３上には適当なレジストが塗布されてお
り、レジスト上に電子線のドーズが与えられ、マスク１
０上のパターンが縮小（一例で１／４）されてウェハ２
３上に転写される。Below the mask 10, the first projection lens 1 is provided.
5, a second projection lens 19, and a deflector 16 (16-1 to 16-6) used for aberration correction and image position adjustment are provided. The electron beam passing through one subfield of the mask 10 is imaged at a predetermined position on the wafer (sensitive substrate) 23 by the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16. An appropriate resist is applied on the wafer 23, a dose of an electron beam is applied onto the resist, and the mask 1
The pattern on 0 is reduced (1/4 in one example) and the wafer 2
3 is transferred onto.
【００３５】マスク１０とウェハ２３の間を縮小率比で
内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同ク
ロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられ
ている。同開口１８は、マスク１０の非パターン部で散
乱された電子線がウェハ２３に達しないように遮断す
る。At the point where the mask 10 and the wafer 23 are internally divided by the reduction ratio, the crossover C.I. O. And a contrast opening 18 is provided at the crossover position. The opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-patterned portion of the mask 10 from reaching the wafer 23.
【００３６】ウェハ２３は、静電チャックを介してＸＹ
方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されてい
る。マスクステージ１１とウェハステージ２４とを互い
に逆方向に同期走査することにより、投影光学系の視野
を越えて広がるデバイスパターンの各部を順次露光する
ことができる。The wafer 23 is moved in the XY direction through the electrostatic chuck.
It is mounted on a wafer stage 24 that can move in any direction. By synchronously scanning the mask stage 11 and the wafer stage 24 in opposite directions, each part of the device pattern that extends beyond the visual field of the projection optical system can be sequentially exposed.
【００３７】この電子線投影露光装置においては、マス
ク１０が反りのない状態でチャッキングされるため、転
写されるパターンの精度が向上する。In this electron beam projection exposure apparatus, since the mask 10 is chucked without warping, the accuracy of the transferred pattern is improved.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、表裏両面にＳＯＩ構造を有するウェハを使用
することにより、メンブレンマスクの梁となる部分の両
端面の層構造が同じになって両端面に作用する応力が同
等となる。これにより、反りのないメンブレンマスクを
提供することができる。また、このメンブレンマスクか
ら転写露光装置用の転写用マスクを作製すると、チャッ
キング不良やフォーカスエラーを軽減することができ
る。As is apparent from the above description, according to the present invention, by using the wafer having the SOI structure on both the front and back surfaces, the layer structure of both end surfaces of the portion which becomes the beam of the membrane mask becomes the same. Therefore, the stresses acting on both end surfaces become equal. This makes it possible to provide a membrane mask that does not warp. Further, when a transfer mask for a transfer exposure apparatus is produced from this membrane mask, chucking defects and focus errors can be reduced.
【図１】本発明の実施の形態に係るメンブレンマスクと
その製造方法を模式的に説明する図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a membrane mask and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のメンブレンマスクから作製される転写露
光装置用の転写用マスクの構成例を模式的に示す図であ
り、（Ａ）はマスク全体の平面図であり、（Ｂ）は一部
の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平
面図である。2A and 2B are diagrams schematically showing a configuration example of a transfer mask for a transfer exposure apparatus, which is manufactured from the membrane mask of FIG. 1, in which FIG. 2A is a plan view of the entire mask, and FIG. It is a perspective view of a part, (C) is a top view of one small membrane area.
【図３】転写用マスクを使用した分割転写方式の電子線
投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系
の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of an image forming relationship and a control system in the entire optical system of a split transfer type electron beam projection exposure apparatus using a transfer mask.
【図４】一般的なシリコン薄膜からなるマスクを作製す
る方法を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method for producing a mask made of a general silicon thin film.
１０ マスク ４１ 小メンブレ
ン領域４２ サブフィールド ４３ スカート４５ マイナーストラット １０１ シリコン支
持基板１０２ シリコン活性層 １０３ 酸化シリ
コン層１０４ シリコン薄膜層 １０６ 貼り付け
基板１０５ レジスト膜 １０７ 格子状梁１１０ マスクブランクス10 Mask 41 Small Membrane Region 42 Subfield 43 Skirt 45 Minor Strut 101 Silicon Support Substrate 102 Silicon Active Layer 103 Silicon Oxide Layer 104 Silicon Thin Film Layer 106 Sticking Substrate 105 Resist Film 107 Lattice Beam 110 Mask Blanks
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001373655AJP2003173963A (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Membrane mask and method for manufacturing the same |
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|---|---|---|---|
| JP2001373655AJP2003173963A (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Membrane mask and method for manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067329A (en)* | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Dainippon Printing Co Ltd | SOI substrate, charged particle beam exposure mask blank, and charged particle beam exposure mask |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007067329A (en)* | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Dainippon Printing Co Ltd | SOI substrate, charged particle beam exposure mask blank, and charged particle beam exposure mask |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
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| JP4252262B2 (en) | Method of manufacturing transfer mask for exposure | |
| JP2004200223A (en) | Mask blanks for charged particle beam exposure, mask blanks for charged particle beam exposure, and method of manufacturing mask | |
| JP3893239B2 (en) | Stencil mask and manufacturing method thereof | |
| JP2003173963A (en) | Membrane mask and method for manufacturing the same | |
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| JP2004071767A (en) | Mask, exposing method, and process for fabricating semiconductor device | |
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